浅谈光模块的标准和协议
在光通信行业中，光模块(optical module)由光电子器件、功能电路和光接口等组成。其中，光电子器件包括发射和接收两部分。光模块的作用就是光电转换，发送端把电信号转换成光信号，通过光纤传送后，接收端再把光信号转换成电信号，实现几乎无损信号质量的透传（如下图）。
而光模块构造如下图所示，其由：电接口、光接口、管理控制部分、封装、软件等部分组成。
在光模块开放采购风险及考虑中，会有以下三点需要注意：
1、光接口和电接口的指标都有相应的标准规定，合格的光模块产品，均需满足标准指标要求；相同规格光模块，理论上具备互通可行性。
2、各光模块制造商根据自身品控，在满足标准指标要求基础上，预留的余量可能会有差异。
3、软件部分，最有可能会影响互通性。
所以在光模块与设备厂商板卡间的兼容性和互通问题上，采用通用的标准和协议是必不可少的，现在我们学习光通信/光模块用到的三个重要标准和一组协议，三个标准分别是ieee、itu-t和oif，一组协议是msa协议。
ieee 802.3
ieee（电气与电子工程师协会）是由aiee（美国电气工程师协会）和ire（美国无线电工程师学会）合并而成，而802.3是ieee下面的一个工作组，10m、100m、ge、2.5ge/5ge、10ge、25ge、40ge、100ge、400ge的以太网标准都是由ieee 802.3工作组提出的。分别是10m以太网：8-20章、100m以太网：21-33章、1000m以太网：34-43章、10g以太网：44-77章、节能以太网：78-79章、40g/100g以太网：80-95章、200g/400g以太网：116-124章、2.5g/5g以太网：125-126章。在这些以太网标准中，就定义了光接口的速率、类型、光功率、灵敏度等指标要求。
举一个400g的例子：
itu-t g系列
itu即国际电信联盟，该机构创建于1993年，前身是国际电报电话咨询委员会(ccitt 是法语comité consultatif international téléphonique et télégraphique的缩写, 英文是international telegraph and telephone consultative committee)，总部设在瑞士日内瓦。
itu（国际电信联盟）是主管信息通信技术事务的联合国机构，它主要分为电信标准化部门（itu-t）、无线电通信部门（itu-r）和电信发展部门（itu-d）。
itu-t是telecommunication standardization sector of itu的缩写，是国际电信联盟管理下的专门制定远程通信相关国际标准的组织。在itu-t的g系列标准中定义了sdh设备和otn设备的标准，其中就涉及到光模块的光接口的速率、类型、发端指标、收端指标等（分散在g.691/g.692/g.693/g.695/g.707/g.957/g.959.1中），彩光光模块的波长标准（g.694.1/g.694.2），以及需要部分分解到光模块的sdh设备的抖动指标（g.825）和otn设备的抖动指标（g.8251）。
sdh和otn的itu-t标准，把抖动的指标又细分了一下，分为输出抖动、输入抖动容限、抖动传递函数等三个指标。
1、输出抖动
发送端输出光信号的抖动范围，越小越好，标准中定义了b1、b2两个滤波器来测试输出抖动。如下表中给出的限制表示数字网络中接口的最大允许抖动水平。使用指定的测量滤波器时，在 60 秒间隔内测量的抖动不得超过表中给出的限制。
2、输入抖动容限
抖动和漂移容限表示输入端口应适应的最低相位噪声水平。一般来说，为了确保任何设备都可以连接到网络内的任何适当接口，有必要安排所有设备的输入端口能够适应抖动水平，并至少满足最小限制。如下图举例，stm64的输入抖动容限，必须在至少在折线以上
3、抖动传递函数
抖动传递函数定义为在输出 stm-n 信号上的抖动对施加在输入 stm-n 信号上抖动的比值随频率的变化。如下图，在所施加的输入正弦抖动高到图 15-2 的模板水平时，抖动传递函数必须在图 15-1 给定的曲线之下。
oif
oif是optical internet forum的缩写，即光网络论坛的意思。oif 在1998年成立，其宗旨是完成网络互用性的规范，包括物理层协议、网络接口以及安全性。oif 成员拥有 140 多家成员公司，从组件供应商到网络运营商，致力于确定行业的需求和要求，并快速开发直接影响和促进开放网络世界中全球连接的解决方案。25年来，oif作为唯一推动电气、光学和控制互操作性的全球行业论坛，加速了光网络的逐步转型，从而实现更高效、更可靠的网络。其活跃的成员生态系统通过透明和快节奏的流程进行合作，以开发，验证和发布实施协议（ia）和技术白皮书，这对于加速光网络技术的市场采用至关重要。
msa
msa是multi-source agreement的缩写，即多元协议的意思。是由业界光模块制造商建立的一个非官方组织形式。
提到msa协议，就一定要说说sff。sff committee （small form factor committee 小外形规格委员会）是1990年成立了一个委员会，按照英文版维基百科的说辞，它当时是为了给便携式电脑定义新型磁盘驱动器的外形而成立的，sff 委员会是一个由数据通讯/电信系统和元件提供商组成的特别委员会，旨在制定连接器、电缆和外形封装方面的规范。
msa协议的出现，是为了解决来自不同制造商的光模块接口类型多样化，相互可操作性不足的问题。多家制造商联合成立了一个组织来对光模块的接口类型、安装以及功能进行标准化规范。随后sfp msa被提交到sff，命名为inf-8074i，sff对sfp-msa协议进行了扩展，扩展的协议为sff-8472。inf-8074i协议规范了机械结构、电气接口以及软件接口（aoh）的定义；sff-8472规范了模块标识、厂商信息以及光模块的数字诊断监控功能（ddm）。在早期其实sfp光模块是有两种的，一种是不带ddm的sfp，另一种是后来的带ddm的esfp，目前已基本上都带有ddm。
不像ieee 802.3一个标准包打所有以太网那样，sff标准定义得很细，通常一种模块会有多个sff标准支撑，例如下图
大部分100g速率以内的光模块msa协议都收归到sff中。qsfp+及之前的协议，全部在sff可以查阅下载sff specifications | snia。对sff已发布的光模块msa协议做了一个汇总整理，见下表
前面说了msa协议是一个民间组织，如果不算sfp msa的话，其实是从100g开始的。但到了100g之后，sff渐渐失去主导地位，各民间组织纷纷制定自己的msa标准，qsfp演进出了qsfp-dd却也是一个民间组织，cfp始终没让sff收编，看一下下图中sff当前的状态，基本就只剩sfp+。
包括光模块的ddm，最初是由inf-8472i负责的（当然8472一直也在更新，毕竟8472的文件名是《management interface for sfp+》），但更多的光模块说明书中，更愿意写遵循oif-cmis msa看似是松散的协议也是有竞争的，比如100g光模块，cfp和cxp几乎同时出现，而sff的cxp最初由infiniband主导（甚至可以说是私有的），但多厂商协作的cfp更占优势。现在cxp较少更新，cfp则一直逐步发展壮大，演进出了支持cfp2、cfp4、cfp8的版本（注：cfp最初产生时就已经规划了cfp-cfp2-cfp4的技术路线）。cfp不断的壮大，促使sff的qsfp+也推出qsfp28、qsfp56来竞争100g、200g光模块的份额。到了400g，思科联合sff推出cdfp协议，但结果还是没能抵挡cfp8、qsfp-dd、osfp等一众“新兴势力”。
sff虽然份额变小，但光模块仍然叫msa协议，真是胜者为王的时代，谁先占领市场，谁就有话语权设立一个事实标准。就像华为otn设备的40g高光时代，其实当时华为40g波分已经落后阿郎和ciena了（推出较晚），后来华为推出调制格式为dqpsk的光模块，指标性能优异的同时还很好的控制了光模块的成本，一举打败了对手，从此华为波分设备可以说就一骑绝尘，市占率领先对手好几个码头。
当然，抢占先机也是有风险的，比如intel就在itu-t g.709出来前，发布了ixf30007芯片，支持它自定义的10g fec纠错编码，基于这个编码输出的10g信号的速率是10.66gb/s，华为还基于30007作出了10g的otu板卡，然而到g.709正式发布，华为就处在被动位置，其中的fec编码格式采用了另一种rs编码，g.709定义的10g信号（准确说应是otu2）的速率是10.71gb/s ，没办法，intel马上推出了ixf30009芯片进行替代，华为也只能重新开发新的板卡和光模块，不仅浪费了不少经费，也耽误了支持g.709产品的上市时间。
缺少了sff的带领也存在一些弊端，民间组织制定的msa协议就出现了五花八门的情况，就拿命名来说吧，有按封装形式命名的msa（如上文刚提到的cfp、qsfp-dd、osfp，新出现的更加小型化的csfp、micro qsfp等），有按速率等级命名的msa（如800g msa、4x400g msa等），还有按速率+光接口类型命名的msa（如400gbidi-msa 、terabit-bidi-msa等）。
至此，标准化的管理接口使不同的厂家光模块互通，变得更加容易实现。以及，在维护界面和售后服务责任区分上，网络综合成本不再是最大挑战。
来源：阿光聊光
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拨动开关的结构特性
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FPGA在OLED上显示DHT11数据
三极管采购如何正确避免买到有质量问题的产品
一文搞清Linux的lsscsi命令
而光模块构造如下图所示，其由：电接口、光接口、管理控制部分、封装、软件等部分组成。
在光模块开放采购风险及考虑中，会有以下三点需要注意：
1、光接口和电接口的指标都有相应的标准规定，合格的光模块产品，均需满足标准指标要求；相同规格光模块，理论上具备互通可行性。
2、各光模块制造商根据自身品控，在满足标准指标要求基础上，预留的余量可能会有差异。
3、软件部分，最有可能会影响互通性。
所以在光模块与设备厂商板卡间的兼容性和互通问题上，采用通用的标准和协议是必不可少的，现在我们学习光通信/光模块用到的三个重要标准和一组协议，三个标准分别是ieee、itu-t和oif，一组协议是msa协议。
ieee 802.3
ieee（电气与电子工程师协会）是由aiee（美国电气工程师协会）和ire（美国无线电工程师学会）合并而成，而802.3是ieee下面的一个工作组，10m、100m、ge、2.5ge/5ge、10ge、25ge、40ge、100ge、400ge的以太网标准都是由ieee 802.3工作组提出的。分别是10m以太网：8-20章、100m以太网：21-33章、1000m以太网：34-43章、10g以太网：44-77章、节能以太网：78-79章、40g/100g以太网：80-95章、200g/400g以太网：116-124章、2.5g/5g以太网：125-126章。在这些以太网标准中，就定义了光接口的速率、类型、光功率、灵敏度等指标要求。
举一个400g的例子：
itu-t g系列
itu即国际电信联盟，该机构创建于1993年，前身是国际电报电话咨询委员会(ccitt 是法语comité consultatif international téléphonique et télégraphique的缩写, 英文是international telegraph and telephone consultative committee)，总部设在瑞士日内瓦。
itu（国际电信联盟）是主管信息通信技术事务的联合国机构，它主要分为电信标准化部门（itu-t）、无线电通信部门（itu-r）和电信发展部门（itu-d）。
itu-t是telecommunication standardization sector of itu的缩写，是国际电信联盟管理下的专门制定远程通信相关国际标准的组织。在itu-t的g系列标准中定义了sdh设备和otn设备的标准，其中就涉及到光模块的光接口的速率、类型、发端指标、收端指标等（分散在g.691/g.692/g.693/g.695/g.707/g.957/g.959.1中），彩光光模块的波长标准（g.694.1/g.694.2），以及需要部分分解到光模块的sdh设备的抖动指标（g.825）和otn设备的抖动指标（g.8251）。
sdh和otn的itu-t标准，把抖动的指标又细分了一下，分为输出抖动、输入抖动容限、抖动传递函数等三个指标。
1、输出抖动
发送端输出光信号的抖动范围，越小越好，标准中定义了b1、b2两个滤波器来测试输出抖动。如下表中给出的限制表示数字网络中接口的最大允许抖动水平。使用指定的测量滤波器时，在 60 秒间隔内测量的抖动不得超过表中给出的限制。
2、输入抖动容限
抖动和漂移容限表示输入端口应适应的最低相位噪声水平。一般来说，为了确保任何设备都可以连接到网络内的任何适当接口，有必要安排所有设备的输入端口能够适应抖动水平，并至少满足最小限制。如下图举例，stm64的输入抖动容限，必须在至少在折线以上
3、抖动传递函数
抖动传递函数定义为在输出 stm-n 信号上的抖动对施加在输入 stm-n 信号上抖动的比值随频率的变化。如下图，在所施加的输入正弦抖动高到图 15-2 的模板水平时，抖动传递函数必须在图 15-1 给定的曲线之下。
oif
oif是optical internet forum的缩写，即光网络论坛的意思。oif 在1998年成立，其宗旨是完成网络互用性的规范，包括物理层协议、网络接口以及安全性。oif 成员拥有 140 多家成员公司，从组件供应商到网络运营商，致力于确定行业的需求和要求，并快速开发直接影响和促进开放网络世界中全球连接的解决方案。25年来，oif作为唯一推动电气、光学和控制互操作性的全球行业论坛，加速了光网络的逐步转型，从而实现更高效、更可靠的网络。其活跃的成员生态系统通过透明和快节奏的流程进行合作，以开发，验证和发布实施协议（ia）和技术白皮书，这对于加速光网络技术的市场采用至关重要。
msa
msa是multi-source agreement的缩写，即多元协议的意思。是由业界光模块制造商建立的一个非官方组织形式。
提到msa协议，就一定要说说sff。sff committee （small form factor committee 小外形规格委员会）是1990年成立了一个委员会，按照英文版维基百科的说辞，它当时是为了给便携式电脑定义新型磁盘驱动器的外形而成立的，sff 委员会是一个由数据通讯/电信系统和元件提供商组成的特别委员会，旨在制定连接器、电缆和外形封装方面的规范。
msa协议的出现，是为了解决来自不同制造商的光模块接口类型多样化，相互可操作性不足的问题。多家制造商联合成立了一个组织来对光模块的接口类型、安装以及功能进行标准化规范。随后sfp msa被提交到sff，命名为inf-8074i，sff对sfp-msa协议进行了扩展，扩展的协议为sff-8472。inf-8074i协议规范了机械结构、电气接口以及软件接口（aoh）的定义；sff-8472规范了模块标识、厂商信息以及光模块的数字诊断监控功能（ddm）。在早期其实sfp光模块是有两种的，一种是不带ddm的sfp，另一种是后来的带ddm的esfp，目前已基本上都带有ddm。
不像ieee 802.3一个标准包打所有以太网那样，sff标准定义得很细，通常一种模块会有多个sff标准支撑，例如下图
大部分100g速率以内的光模块msa协议都收归到sff中。qsfp+及之前的协议，全部在sff可以查阅下载sff specifications | snia。对sff已发布的光模块msa协议做了一个汇总整理，见下表
前面说了msa协议是一个民间组织，如果不算sfp msa的话，其实是从100g开始的。但到了100g之后，sff渐渐失去主导地位，各民间组织纷纷制定自己的msa标准，qsfp演进出了qsfp-dd却也是一个民间组织，cfp始终没让sff收编，看一下下图中sff当前的状态，基本就只剩sfp+。
包括光模块的ddm，最初是由inf-8472i负责的（当然8472一直也在更新，毕竟8472的文件名是《management interface for sfp+》），但更多的光模块说明书中，更愿意写遵循oif-cmis msa看似是松散的协议也是有竞争的，比如100g光模块，cfp和cxp几乎同时出现，而sff的cxp最初由infiniband主导（甚至可以说是私有的），但多厂商协作的cfp更占优势。现在cxp较少更新，cfp则一直逐步发展壮大，演进出了支持cfp2、cfp4、cfp8的版本（注：cfp最初产生时就已经规划了cfp-cfp2-cfp4的技术路线）。cfp不断的壮大，促使sff的qsfp+也推出qsfp28、qsfp56来竞争100g、200g光模块的份额。到了400g，思科联合sff推出cdfp协议，但结果还是没能抵挡cfp8、qsfp-dd、osfp等一众“新兴势力”。
sff虽然份额变小，但光模块仍然叫msa协议，真是胜者为王的时代，谁先占领市场，谁就有话语权设立一个事实标准。就像华为otn设备的40g高光时代，其实当时华为40g波分已经落后阿郎和ciena了（推出较晚），后来华为推出调制格式为dqpsk的光模块，指标性能优异的同时还很好的控制了光模块的成本，一举打败了对手，从此华为波分设备可以说就一骑绝尘，市占率领先对手好几个码头。
当然，抢占先机也是有风险的，比如intel就在itu-t g.709出来前，发布了ixf30007芯片，支持它自定义的10g fec纠错编码，基于这个编码输出的10g信号的速率是10.66gb/s，华为还基于30007作出了10g的otu板卡，然而到g.709正式发布，华为就处在被动位置，其中的fec编码格式采用了另一种rs编码，g.709定义的10g信号（准确说应是otu2）的速率是10.71gb/s ，没办法，intel马上推出了ixf30009芯片进行替代，华为也只能重新开发新的板卡和光模块，不仅浪费了不少经费，也耽误了支持g.709产品的上市时间。
缺少了sff的带领也存在一些弊端，民间组织制定的msa协议就出现了五花八门的情况，就拿命名来说吧，有按封装形式命名的msa（如上文刚提到的cfp、qsfp-dd、osfp，新出现的更加小型化的csfp、micro qsfp等），有按速率等级命名的msa（如800g msa、4x400g msa等），还有按速率+光接口类型命名的msa（如400gbidi-msa 、terabit-bidi-msa等）。
至此，标准化的管理接口使不同的厂家光模块互通，变得更加容易实现。以及，在维护界面和售后服务责任区分上，网络综合成本不再是最大挑战。
来源：阿光聊光
新SMARC设计指南有助于创建供应商生态系统
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英飞凌发布200V和250V OptiMOSTM系列器件，壮
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pcb显影机如何大保养
特斯拉将在2019年裁掉最多7%的全职员工,从而提升Model 3轿车的产量
拨动开关的结构特性
共享充电宝涨价，商家提高入场费和分成是主因
印度的光网络市场或将超过中国
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一文搞清Linux的lsscsi命令